As espumas usadas em assentos e colchões de automóveis são difíceis de reciclar. Criamos uma versão que também evita os riscos à saúde do poliuretano

TheConversation

https://theconversation.com/foams-used-in-car-seats-and-mattresses-are-hard-to-recycle-we-made-a-plant-based-version-that-avoids-polyurethanes-health-risks-too-192154

O Resumo de pesquisa é uma breve visão sobre trabalhos acadêmicos interessantes.

A grande ideia

Um novo substituto vegetal para a espuma de poliuretano elimina o risco à saúde do material, comumente encontrado em isolamentos, assentos de automóveis e outros tipos de amortecimento, e é mais ambientalmente sustentável. nossa nova pesquisa mostra.

As espumas de poliuretano estão ao seu redor, em qualquer lugar que seja necessário um material leve para amortecimento ou suporte estrutural.Mas eles normalmente são feitos com produtos químicos que são suspeitos de serem cancerígenos.

Os poliuretanos são normalmente produzidos em uma reação muito rápida entre dois produtos químicos produzidos pela indústria petroquímica:polióis e isocianatos.Embora muito trabalho tenha sido feito para encontrar substitutos para o componente poliol das espumas de poliuretano, o componente isocianato permaneceu em grande parte, apesar de sua consequências para a saúde humana. Espumas de base biológica pode evitar esse componente.

Four chunks of bio-based foam, looking a lot like brownies on a tray.
Estas espumas de base biológica evitam a necessidade de produtos petrolíferos. Srikanth Pilla, CC POR-ND

Criamos um espuma durável de base biológica utilizando lignina, subproduto da indústria de polpa de papel, e um agente de cura à base de óleo vegetal que confere flexibilidade e resistência ao material final.

No centro da inovação está a capacidade de criar um sistema que “gelifica”, tanto no sentido de que os materiais são compatíveis uns com os outros como de criarem fisicamente um gel rapidamente, para que a adição de um agente espumante possa criar a leveza. estrutura associada a espumas de poliuretano.

A lignina é um material difícil de converter em um produto químico utilizável, dada a sua estrutura complicada e heterogênea.Usamos essa estrutura para criar uma rede de ligações que possibilitou o que acreditamos ser a primeira espuma de não isocianato à base de lignina do mundo.

A espuma também pode ser reciclado porque tem títulos que podem descompactar a rede química depois de formada.Os principais componentes utilizados para produzir a espuma podem então ser extraídos e utilizados novamente.

Por que isso importa

As espumas de poliuretano são o sexto plástico mais produzido no mundo, mas estão entre os menos produzidos materiais reciclados.Eles também são projetados para serem duráveis, o que significa que permanecerão no meio ambiente por várias gerações.

Contribuem para o problema dos resíduos plásticos nos oceanos, na terra e no ar do mundo, e para problemas de saúde humana.Hoje, os plásticos podem ser encontrados em praticamente todas as criaturas do ecossistema terrestre.E como a maioria dos plásticos é feita a partir de produtos petrolíferos, estão ligados à extracção de combustíveis fósseis, o que contribui para as alterações climáticas.

A origem totalmente biológica das nossas espumas aborda a questão da neutralidade de carbono, e a capacidade de reciclagem química garante que os resíduos de plástico tenham um valor associado, pelo que é menos provável que sejam deitados fora.Garantindo desperdício tem valor é uma marca distintiva da abordagem circular à produção – atribuir um valor monetário às coisas tende a diminuir a quantidade que é descartada.

Illustration shows the recycling process including unzipping the molecules.
Como os produtos químicos nas espumas de base biológica podem ser reciclados e reutilizados. Srikanth Pilla, CC POR-ND

Esperamos que a natureza destas espumas inspire outros a projetar plásticos tendo em mente o ciclo de vida completo.Assim como os plásticos precisam ser projetados de acordo com as propriedades de sua aplicação inicial, eles também precisam ser projetados para evitar o destino final de 90% dos resíduos plásticos:aterros sanitários e o meio ambiente.

O que vem a seguir

Nossas versões iniciais de espumas de base biológica produzem um material rígido adequado para uso em placas com núcleo de espuma utilizadas na construção ou para isolamento em refrigeradores.Também criamos uma versão leve e flexível que pode ser usada para aplicações de amortecimento e embalagem.Os testes iniciais desses materiais mostraram boa durabilidade em condições úmidas, aumentando suas chances de serem adotados comercialmente.

Two men and two women stand over a beaker with dark liquid in it
Os autores e dois alunos mostram métodos para reciclar espuma de base biológica. Universidade Clemson, CC POR-ND

As espumas de poliuretano são amplamente utilizadas devido à sua versatilidade.A formulação que descobrimos inicialmente está sendo traduzida para criar uma biblioteca de precursores que podem ser misturados para produzir as propriedades desejadas, como resistência e lavabilidade, em cada aplicação.

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